ACDC变换器整流和有源逆变电路

5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件 逆变产生的条件
1 0 u10 u20 VT2 2 ud iVT u20 VT1 iVT L
1
1 id R + M EM ud Ud>EM u10 0
ud 电能
2
2

u10
u10
O id=iVT +iVT
1
t
O id
id O
2
iVT
1
iVT
2
iVT
Id

iVT
5.2.3 逆变失败与最小逆变角
a b c iVT
1 2 3
LB VT1 LB VT
2
L id ud M EM +
iVT
LB VT 3
iVT
o
u2
ua
ub
uc
0
ωt
5.2.3 逆变失败与最小逆变角
a b c iVT
1 2 3
LB VT1 LB VT
2
L id ud M EM +
逆变角再次减小
iVT
2
id=iV
1
i
t
O
a)
5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件 逆变产生的条件
晶闸管的单相 导电性，使得 电流不能反向
ud 1 0 u10 u20 VT2 2 iVT u20 VT1 iVT L
1
ud 电能
id
R + M EM Ud>EM
2

u10
u10
如何实现能量回馈？
O
t
id=iVT +iVT
ub uc
id
M EM
0 t1
t
5.2.3 逆变失败与最小逆变角
逆变时若换相失败，使电路由逆变状态进入整流状态， 输出电压变成正值，使变流器的输出平均电压和直流电 动势变成顺向串联，外接直流电源就会通过晶闸管电路 短路，——逆变失败（逆变颠覆） 1. 逆变失败的原因 （ 1 ）触发电路不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲， 如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相 （2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通 （3）交流电源缺相或突然消失. （4）换相的裕量角不足，引起换相失败
Id
2
O b) 图2-45
t
a)
5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件
VD 1 i VD1 id
VT1 VT2
逆变产生的条件
归纳逆变条件：
iVD2 u2 VD2 ud
L eL R
T
i2 u2
id
a ud b R
VD3
1）要有直流电动势，其极性与晶闸管 导通方向一致，其值应大于变流电路 直流侧的平均电压； 2）晶闸管的控制角α >π/2，Ud为负
d)
VT1 VT2
T
i2 u2
a ud b
VD3 VD4 VDR
T
有续流二极管的单相半波整流电路和 单相桥式半控电路，能否工作在有源 逆变状态？
VD3
负 载
u2
VT1 VT2
VD4
VD4
id L R
5.4.2 三相半波整流电路的有源逆变工作状态
三相半波整流电路： U d U d 0 cos 1）Ud为负值
第5章 AC－DC变换器
基本内容
1 2 3
概述 不控整流电路 相控整流电路 相控有源逆变电路
4
5 6
PWM整流电路 同步整流电路
5.4 相控有源逆变电路
逆变（invertion）——把直流电转变成交流电， 整流的逆过程 实例：电力机车下坡行驶，机车的位能转变 为电能，反送到交流电网中去
逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路
5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件
直流发电机—电动机系统电能的流转
Id Id EG G EG R EM ∑ a) 电动 M G EG R EM ∑ b) 回馈制动 M G R∑ EM c) 反接制动 M Id
两个电动势（电源）同极性相连，电流总是从电动势高的流向电 动势低的。电流大小决定于两电动势之差和回路电阻。如果回路 电阻很小，即使两电动势差不大，也可以产生足够大的电流，使 两电动势间交换功率。
1
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为了实现逆变时的能量回馈， 只能电压Ud反向
id O
2
iVT
1
iVT
2
iVT
Id
1
t
a)
5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件
逆变产生的条件 为了实现逆变时的能量回馈， 只能电压Ud反向 为了防止电流过大，通常要求 电动机电动势的方向也反向 |EM|略大于|Ud|
1 u10 u20 VT2 2 iVT VT1 iVT ud +
LB VT 3
iVT
o
u2
ua
ub
uc
0
ωt
5.2.3 逆变失败与最小逆变角
a b c iVT
5.4 相控有源逆变电路
根据逆变输出交流电能去向的不同 , 逆变电路可 以分为： 有源逆变电路——交流侧和电网连接 无源逆变 —— 变流电路的交流侧不与电网联接， 而直接接到负载 对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于 逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转 变。 既可工作在整流状态又可以工作在逆变状态的 电路，称为变流电路（Converter)

T
2
a b c
VT1 VT2 ud
L
2）需要一个反向电动势
id VT3
M EM
逆变角β ：
u2
ua
ub
uc
U d U d 0 cos
0 t1
t
5.4.2 三相半波整流电路的有源逆变工作状态
U d U d 0 cos
U d U d 0 cos
T a b c VT3 ud VT1 VT2
2
L
1
id
R + M EM -
如果仅仅整流器电压反向是否 可行?
5.4.1 相控有源逆变原理及实现条件
逆变产生的条件
归纳逆变条件：
1 0
怎样才能得到-Ud
VT1 L u10 u20 VT2 iVT
1
1 0
VT1 iVT VT2
L
1
晶闸管阳极 + 电能 M E 2 1）要有直流电动势，其极性与晶闸管 i 大部分位于 u u u u 导通方向一致，其值应大于变流电路 电源负半周， U >E 直流侧的平均电压； 如何导通？
L
120o
u2 ua
60o
ub uc
id
M EM
0 t1
t
靠电动势EM维持其导通
5.4.2 三相半波整流电路的有源逆变工作状态
U d U d 0 cos
U d U d 0 cos
T a b c VT3 ud VT1 VT2
L
150
u2 ua
o
30o
M VT
ud
id
R
ud 电能
id
R M EM +
2 ud u10 u20
iVT
2
2
d
10
20
10
u10
d
M
O
t
d VT VT
O id
2）晶闸管的控制角 αi= > iπ +i/2，Ud为负 i
d
t Ud<EM
iVT
2
1
2
id=iVT +iVT
1
iVT O
1
iVT
2
iVT
Id
2
1
iVT
t
1
iVT